吸附性制冷技術：可幫空調節能九成電力消耗！一起來研究一下？

吸附性制冷技術：可幫空調節能九成電力消耗！一起來研究一下？

地球暖化持續攀升，人們對于冷氣空調的需求只會不斷增加，新材質將可節省90％的能源，為地球帶來一線希望。如果我們想更有效率地分配地球能源，冷氣空調的使用絕對是個關鍵。我們能夠突破現況找到節省90％冷氣電力的方法嗎？

一般冷氣的冷卻原理有點像冰箱，耗能主要產生于將氣體壓縮成液體的循環過程，不同之處在于冰箱的散熱在室內，而冷氣則是將熱能排出室外。在新加坡，冷氣約占家用電力消耗量的30％，商用電力則高達40％。

不光是已發展國家，許多熱帶地區國家也漸漸跟上經濟發展的腳步，未來十年，對于冷氣空調的需求，預估只會上升不會下降。因此如何在飯店、餐廳、辦公室和家中控制室內溫度，不過度使用冷氣，區區幾度的溫度調升，將可為節能環保帶來不可小覷的影響。

冷氣本身的裝置又有什么能改進的地方呢？如果壓縮的過程是個關鍵，是否有任何方法能省略或減少這個過程所消耗的能源？傳統的化學材料科技將會是這些問題的答案。

有些材料擁有易于吸附水蒸氣的特性，過程中會放出熱能。假設這些冷水霧能吸收室內的熱氣，再導向室外的特殊材料，那么我們不但能捕捉水氣，還能將熱能釋放至戶外。另外，只需要施加一點點熱能在這種材料上，便可將水氣與該材質分離，熱能若來自于太陽能將是最理想的狀況，或是其他閑置熱能。如果以上兩項都不可行，只要一個小小的電熱器也就夠了。這種冷卻作用通常稱為吸附性制冷技術（Adsorption Chillers）。

問題是目前成本能控制在合理范圍內的材料，如：硅膠，能吸附的水氣并不多，所以需要很大的量才能降低室溫。而整個吸附性制冷技術的機體龐大又笨重，就如同一般放在屋頂的冷氣一樣。

有鑒于此，各國學者正密集地研發擁有顯著吸水能力的新興材質－金屬有機骨架化合物（metal-organic frameworks，MOF），顧名思義，此材質是由多種金屬組成，諸如鋯、鉻等，經由碳原子鏈結成一張結構松散的網，讓水分子在表面能有更多空間被鏈結。

伯明翰大學的Raya al Dadah博士就發現金屬有機骨架化合物可吸附比硅膠多四倍以上的水份。不過學者們的研發仍需努力，因為這些化合物也許能穩定地進行幾個循環，卻不一定能重復千次以上，而要讓此原理商品化，必須找到穩定又耐久的材質才行。如果成功，相信在不久的將來，只要現在十分之一的能源，就能享受同等涼爽的空調效果。

編按：原文作者Bernie Bulkin曾于2010-2013擔任英國政府再生能源部部長，也是世界最大私營石油公司BP的前研發長。全文以作者第一人稱口吻改寫。

數據源：
Energy efficient air conditioning is within sight

感興趣的創客朋友可以了解詳細內容，更歡迎加入相關研究，讓夏季電力和熱能污染降至最低，實現人人互助、互諒的和諧社會！